JP3119318B2 - 循環水路系の水質管理方法及び水質管理表 - Google Patents
循環水路系の水質管理方法及び水質管理表Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は循環水路系の水質管理方
法及び水質管理表に関する。
法及び水質管理表に関する。
【０００２】
【従来の技術】水の濃縮を伴う循環水路系、例えば冷却
塔からの冷却水をポンプ送りで熱交換器に送り、さらに
冷却塔へ循環する循環水路、軟水器から給水タンクを経
てポンプ送りで蒸気ボイラーに給水するボイラー系統ラ
イン、あるいは水の濃縮を伴わない非循環水路系、例え
ば単に受水槽から高置き貯水槽に水をポンプ送りし、各
階へ給水する高層ビル等での飲料水給水ライン等では、
水を送るライン内、又は熱交換器、ボイラー、冷却塔、
給水管等の内部での錆および／又はスケールの発生が常
に問題とされてきた。
塔からの冷却水をポンプ送りで熱交換器に送り、さらに
冷却塔へ循環する循環水路、軟水器から給水タンクを経
てポンプ送りで蒸気ボイラーに給水するボイラー系統ラ
イン、あるいは水の濃縮を伴わない非循環水路系、例え
ば単に受水槽から高置き貯水槽に水をポンプ送りし、各
階へ給水する高層ビル等での飲料水給水ライン等では、
水を送るライン内、又は熱交換器、ボイラー、冷却塔、
給水管等の内部での錆および／又はスケールの発生が常
に問題とされてきた。
【０００３】特に、冷却塔−熱交換器循環系統ライン及
びボイラー系統ラインなどの循環水路系では、循環水が
水の蒸発に伴い濃縮されるため、各種イオン濃度及び溶
質濃度が高くなって錆・スケールが一層発生し易い。Ｊ
ＩＳ−Ｂ８２２３は、ボイラの錆・スケール発生を防止
するため、「ボイラの給水及びボイラ水の水質」と題し
て、所謂蒸気循環ボイラの水質管理について詳細に規定
している。これによれば、給水及びボイラ水中の各種成
分（イオン及び溶質）の上（又は上下）限濃度が定めら
れ、例えば丸ボイラのボイラ水については、伝熱面蒸発
率が３０ｋｇ／ｍ2・ｈのものでは、電気伝導率は６０
００（μｓ／ｃｍ）以下、Ｍアルカリ度は１００〜８０
０と規定されている。
びボイラー系統ラインなどの循環水路系では、循環水が
水の蒸発に伴い濃縮されるため、各種イオン濃度及び溶
質濃度が高くなって錆・スケールが一層発生し易い。Ｊ
ＩＳ−Ｂ８２２３は、ボイラの錆・スケール発生を防止
するため、「ボイラの給水及びボイラ水の水質」と題し
て、所謂蒸気循環ボイラの水質管理について詳細に規定
している。これによれば、給水及びボイラ水中の各種成
分（イオン及び溶質）の上（又は上下）限濃度が定めら
れ、例えば丸ボイラのボイラ水については、伝熱面蒸発
率が３０ｋｇ／ｍ2・ｈのものでは、電気伝導率は６０
００（μｓ／ｃｍ）以下、Ｍアルカリ度は１００〜８０
０と規定されている。
【０００４】前記ＪＩＳ規定を遵守すれば錆・スケール
を一応抑制できるが、各成分を完全に規定範囲に収める
のは容易でない。すなわち、ある成分が規定範囲から外
れている場合、これを規定範囲に収めるため、一般に各
種の防錆剤、スケール分散剤、清缶剤等が使用される
が、例えば薬剤Ａを使用して成分ａを規定範囲に収める
と、別の成分ｂが規定範囲から外れる場合もあり、その
場合は成分ｂを規定範囲に収めるためにさらに薬剤Ｂを
投入せざるを得ないなど、総じて薬剤の使用が統一性お
よび論理性に欠け、薬剤使用量が多くなりがちである。
このように投入薬剤の種類と量の管理は一般的に難し
く、ランニングコストも高くつき、また飲料水などでは
保健上の理由からも薬剤多用には問題がある。
を一応抑制できるが、各成分を完全に規定範囲に収める
のは容易でない。すなわち、ある成分が規定範囲から外
れている場合、これを規定範囲に収めるため、一般に各
種の防錆剤、スケール分散剤、清缶剤等が使用される
が、例えば薬剤Ａを使用して成分ａを規定範囲に収める
と、別の成分ｂが規定範囲から外れる場合もあり、その
場合は成分ｂを規定範囲に収めるためにさらに薬剤Ｂを
投入せざるを得ないなど、総じて薬剤の使用が統一性お
よび論理性に欠け、薬剤使用量が多くなりがちである。
このように投入薬剤の種類と量の管理は一般的に難し
く、ランニングコストも高くつき、また飲料水などでは
保健上の理由からも薬剤多用には問題がある。
【０００５】一方、循環水路系では新規給水を抑制して
濃縮倍数をある程度高目に維持する方がエネルギー効率
ないし熱効率の点で好ましいが、従来の水質管理方法で
は、錆・スケールの発生の点で、濃縮倍数をどの程度ま
で上げても心配ないかどうかを判断するための尺度ない
し指標が全く存在せず、専ら冷却装置又はボイラー等の
運転操作員の経験と勘に頼って新規給水の時期と給水量
を決めていた。
濃縮倍数をある程度高目に維持する方がエネルギー効率
ないし熱効率の点で好ましいが、従来の水質管理方法で
は、錆・スケールの発生の点で、濃縮倍数をどの程度ま
で上げても心配ないかどうかを判断するための尺度ない
し指標が全く存在せず、専ら冷却装置又はボイラー等の
運転操作員の経験と勘に頼って新規給水の時期と給水量
を決めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】JIS-B8223に規定され
た錆・スケールを防止するための規制範囲は、個々の成
分毎についての規制範囲であって、各成分の総和に対す
るいわゆる全体規制値なるものが存在しない。この全体
規制値を見出すことができれば、錆・スケールの発生強
度について定量的な判断が可能になり、この判断に基づ
き、循環水路系に投入すべき薬剤の種類、量に関して、
あるいは循環水路系に対する新規給水の時期と給水量に
関して、従来よりも統一的かつ論理的な運用ができるは
ずである。
た錆・スケールを防止するための規制範囲は、個々の成
分毎についての規制範囲であって、各成分の総和に対す
るいわゆる全体規制値なるものが存在しない。この全体
規制値を見出すことができれば、錆・スケールの発生強
度について定量的な判断が可能になり、この判断に基づ
き、循環水路系に投入すべき薬剤の種類、量に関して、
あるいは循環水路系に対する新規給水の時期と給水量に
関して、従来よりも統一的かつ論理的な運用ができるは
ずである。
【０００７】本発明の目的はこの錆・スケールの発生強
度を示す指標ないし全体規制値を求め、循環水路系の水
質管理に役立てることにある。
度を示す指標ないし全体規制値を求め、循環水路系の水
質管理に役立てることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、水の濃縮を伴
う循環水路系内の各種イオン及び溶質濃度の測定値ａ
と、前記循環水路系に対する給水中の各種イオン及び溶
質濃度の測定値ｂとを、同一種類ごとに対比し、前記測
定値ａの測定値ｂに対する割合ａ/ｂを濃縮倍数Ｘiとし
たとき、前記濃縮倍数Ｘiの平均値Ｘバーに対する、前
記濃縮倍数Ｘiの標準偏差Ｓの割合、すなわち変動係数
ＣＶを指標として水質を管理する循環水路系の水質管理
方法を提供する。
う循環水路系内の各種イオン及び溶質濃度の測定値ａ
と、前記循環水路系に対する給水中の各種イオン及び溶
質濃度の測定値ｂとを、同一種類ごとに対比し、前記測
定値ａの測定値ｂに対する割合ａ/ｂを濃縮倍数Ｘiとし
たとき、前記濃縮倍数Ｘiの平均値Ｘバーに対する、前
記濃縮倍数Ｘiの標準偏差Ｓの割合、すなわち変動係数
ＣＶを指標として水質を管理する循環水路系の水質管理
方法を提供する。
【０００９】また本発明は、前記測定値ａと測定値ｂを
同種イオン及び溶質毎に隣接して列挙すると共に、測定
値ａに濃縮倍数Ｘiを付記し、かつ前記濃縮倍数Ｘiと対
比可能な位置に平均濃縮倍数Ｘバーを表示してなる水質
管理表を提供する。
同種イオン及び溶質毎に隣接して列挙すると共に、測定
値ａに濃縮倍数Ｘiを付記し、かつ前記濃縮倍数Ｘiと対
比可能な位置に平均濃縮倍数Ｘバーを表示してなる水質
管理表を提供する。
【００１０】
【作用】変動係数は、平均濃縮倍数（Ｘバー）に対する
各イオン及び溶質の濃縮倍数のバラツキの度合いを示す
ものであり、変動係数が大きいということは、イオンや
溶質が相互に反応し、析出し、あるいは蒸気中に混入す
る量が大きいことを示す。従って変動係数を求め、これ
を指標とすることにより、循環水路系内の現象ないし変
化に関して的確な情報把握が可能となり、錆、スケール
の発生を未然に防止することができる。
各イオン及び溶質の濃縮倍数のバラツキの度合いを示す
ものであり、変動係数が大きいということは、イオンや
溶質が相互に反応し、析出し、あるいは蒸気中に混入す
る量が大きいことを示す。従って変動係数を求め、これ
を指標とすることにより、循環水路系内の現象ないし変
化に関して的確な情報把握が可能となり、錆、スケール
の発生を未然に防止することができる。
【００１１】また、本発明の水質管理表を使用すること
により、各イオン及び溶質の濃縮倍数が平均濃縮倍数
（Ｘバー）からプラス・マイナスでどの程度外れている
かが簡単に分かるので、異常濃縮成分又は異常希釈成分
を一目で見付けることができ、異常成分に対応した水質
改善対策を迅速、的確にとることができる。この水質管
理表は前記水質管理方法と共に使用することにより、そ
の実用価値を最大限に発揮するものである。
により、各イオン及び溶質の濃縮倍数が平均濃縮倍数
（Ｘバー）からプラス・マイナスでどの程度外れている
かが簡単に分かるので、異常濃縮成分又は異常希釈成分
を一目で見付けることができ、異常成分に対応した水質
改善対策を迅速、的確にとることができる。この水質管
理表は前記水質管理方法と共に使用することにより、そ
の実用価値を最大限に発揮するものである。
【００１２】
【実施例】本発明者は、ＪＩＳで規定する循環水路系の
水質管理方法が、イオン濃度及び溶質濃度を上（上下）
限規定するだけで、個々の濃度値は実際の錆・スケール
の発生しやすさ（発生強度）を示す指標となり得ないこ
とに鑑み、各濃度値を給水の濃度値と比較することを着
想した。すなわち循環水路系中のイオン濃度及び溶質濃
度が、給水の対応イオン濃度及び溶質濃度と比較して、
何倍（濃縮倍数）になっているかを見るのである。
水質管理方法が、イオン濃度及び溶質濃度を上（上下）
限規定するだけで、個々の濃度値は実際の錆・スケール
の発生しやすさ（発生強度）を示す指標となり得ないこ
とに鑑み、各濃度値を給水の濃度値と比較することを着
想した。すなわち循環水路系中のイオン濃度及び溶質濃
度が、給水の対応イオン濃度及び溶質濃度と比較して、
何倍（濃縮倍数）になっているかを見るのである。
【００１３】濃縮倍数は、循環水路系の水が理想の状態
で濃縮されたとすると、すなわち水系のイオンや溶質が
相互に反応もせず、析出もせず、また蒸気中に混入もし
なければ、全てのイオン、溶質（成分）について同じ倍
数になる筈である。しかし、現実には濃縮倍数は成分に
より大きなバラツキが見られる。従って逆にこのバラツ
キがあるということは、何らかの事象が循環水路系内で
起こっていることを示すものといえる。本発明者はこの
ことから濃縮倍数が水質管理のポイントになることを着
想し、水質管理方法として具体化したのである。
で濃縮されたとすると、すなわち水系のイオンや溶質が
相互に反応もせず、析出もせず、また蒸気中に混入もし
なければ、全てのイオン、溶質（成分）について同じ倍
数になる筈である。しかし、現実には濃縮倍数は成分に
より大きなバラツキが見られる。従って逆にこのバラツ
キがあるということは、何らかの事象が循環水路系内で
起こっていることを示すものといえる。本発明者はこの
ことから濃縮倍数が水質管理のポイントになることを着
想し、水質管理方法として具体化したのである。
【００１４】循環水路系内で生じている事象を正確に把
握するには、データに基づく統計的手法が欠かせないの
であるが、従来のＪＩＳの水質管理方法では、統計的方
法を全く採用できなかった。この点濃縮倍数は統計処理
に好適であり、以下に説明する如く、水質管理に関して
的確な判断を下すための情報が得られる。
握するには、データに基づく統計的手法が欠かせないの
であるが、従来のＪＩＳの水質管理方法では、統計的方
法を全く採用できなかった。この点濃縮倍数は統計処理
に好適であり、以下に説明する如く、水質管理に関して
的確な判断を下すための情報が得られる。
【００１５】本発明では、冷却塔−熱交換器系統ライン
やボイラー系統ラインなどの、水の濃縮を伴う循環水路
系内の各種イオン濃度および溶質濃度の測定値ａと、前
記循環水路系に対する給水中の各種イオン濃度および溶
質濃度の測定値ｂとを測定する。 変動係数の安定性及
び信頼性のため、測定対象はなるべく多種類であること
が望ましいが、例えば以下の７成分の濃度を測定するこ
とが推奨される。
やボイラー系統ラインなどの、水の濃縮を伴う循環水路
系内の各種イオン濃度および溶質濃度の測定値ａと、前
記循環水路系に対する給水中の各種イオン濃度および溶
質濃度の測定値ｂとを測定する。 変動係数の安定性及
び信頼性のため、測定対象はなるべく多種類であること
が望ましいが、例えば以下の７成分の濃度を測定するこ
とが推奨される。
【００１６】（１）軟水器を使用しない循環水路系の場
合 導電率，塩素イオン，硫酸イオン，Ｍアルカリ
度，全硬度，ケイ酸イオン，蒸発残留物
合 導電率，塩素イオン，硫酸イオン，Ｍアルカリ
度，全硬度，ケイ酸イオン，蒸発残留物
【００１７】（２）軟水器を使用した循環水路系の場合 導電率，塩素イオン，硫酸イオン，Ｍアルカリ
度，ナトリュウムイオン，ケイ酸イオン，蒸発残
留物
度，ナトリュウムイオン，ケイ酸イオン，蒸発残
留物
【００１８】前記（２）の場合、全硬度の代わりに
ナトリュウムイオンを測定する。これは軟水器を使用す
る場合は全硬度を測定する意味がないのと、イオン交換
樹脂にナトリュウムが含まれているからそのイオン濃度
を監視する必要があるからである。
ナトリュウムイオンを測定する。これは軟水器を使用す
る場合は全硬度を測定する意味がないのと、イオン交換
樹脂にナトリュウムが含まれているからそのイオン濃度
を監視する必要があるからである。
【００１９】なお、硫酸イオン及びナトリュウムイオン
は従来のＪＩＳでは水質管理上の対象とされてなかった
が、本発明者はこれらが錆・スケールの発生に密接な関
係があることを見出し、測定対象として加えた。
は従来のＪＩＳでは水質管理上の対象とされてなかった
が、本発明者はこれらが錆・スケールの発生に密接な関
係があることを見出し、測定対象として加えた。
【００２０】測定値ａと測定値ｂとを得ると、次にａ／
ｂ（＝濃縮倍数Ｘi）を計算する。
ｂ（＝濃縮倍数Ｘi）を計算する。
【００２１】ここで各成分の濃縮倍数を以下のように表
すと、 成分 濃縮倍数 成分 濃縮倍数 導電率 Ｘ1 全硬度 Ｘ5 塩素イオン Ｘ2 （Ｎａイオン Ｘ5） 硫酸イオン Ｘ3 ケイ酸イオン Ｘ6 Ｍアルカリ度 Ｘ4 蒸発残留物 Ｘ7 濃縮倍数だけを見てもある程度の水質判断は可能である
が、平均濃縮倍数と変動係数を算出することにより飛躍
的に確実、便利な水質判断が可能となる。
すと、 成分 濃縮倍数 成分 濃縮倍数 導電率 Ｘ1 全硬度 Ｘ5 塩素イオン Ｘ2 （Ｎａイオン Ｘ5） 硫酸イオン Ｘ3 ケイ酸イオン Ｘ6 Ｍアルカリ度 Ｘ4 蒸発残留物 Ｘ7 濃縮倍数だけを見てもある程度の水質判断は可能である
が、平均濃縮倍数と変動係数を算出することにより飛躍
的に確実、便利な水質判断が可能となる。
【００２２】変動係数を求めるには、先ず標準偏差
（Ｓ）を下式により求める。
（Ｓ）を下式により求める。
【００２３】 Ｓ＝√｛Σ（Ｘi−Ｘバー）2／（７−１）｝ （但
し、ｉ＝１，２，３，４，５，６，７） （Ｘバーは
平均濃縮倍数を表す。）
し、ｉ＝１，２，３，４，５，６，７） （Ｘバーは
平均濃縮倍数を表す。）
【００２４】変動係数（ＣＶ％）は、 ＣＶ％＝（Ｓ／Ｘバー）×１００％ により求められる。
【００２５】変動係数は平均濃縮倍数（Ｘバー）に対す
る各濃縮倍数のバラツキの度合いを示すものであり、変
動係数が大きいということは、イオンや溶質が相互に反
応し、析出し、あるいは蒸気中に混入する量が大きいこ
とを示す。従って変動係数を求めることにより、錆、ス
ケールの発生しやすさ（発生強度）について的確な情報
把握が可能となる。
る各濃縮倍数のバラツキの度合いを示すものであり、変
動係数が大きいということは、イオンや溶質が相互に反
応し、析出し、あるいは蒸気中に混入する量が大きいこ
とを示す。従って変動係数を求めることにより、錆、ス
ケールの発生しやすさ（発生強度）について的確な情報
把握が可能となる。
【００２６】本発明者は多くの実験例から、（Ｓ／Ｘバ
ー）×１００％で表される変動係数（ＣＶ％）が１０％
以下のとき冷却水の管理はベストの状態にあり、スケー
ル、腐食、スライムの発生がないこと、少なくとも約２
０％以内ならば許容され得ることを見出し、水質管理上
の有力な基準になり得ることを見出した。
ー）×１００％で表される変動係数（ＣＶ％）が１０％
以下のとき冷却水の管理はベストの状態にあり、スケー
ル、腐食、スライムの発生がないこと、少なくとも約２
０％以内ならば許容され得ることを見出し、水質管理上
の有力な基準になり得ることを見出した。
【００２７】本発明の水質管理方法は、単に錆・スケー
ルの発生を防止するに止まらず、エネルギー効率を高め
る上でも有効である。すなわち、変動係数が２０％以内
であれば循環水路系で錆・スケールの発生が防止される
から、変動係数の自然増大を睨みながら、あるいは磁場
電子場装置等により変動係数を積極的に抑制しつつ、変
動係数が約２０％の範囲内で、平均濃縮倍数が最大限に
なるまで新規給水なしでボイラーや冷却装置等を運転す
ることにより、ボイラーや冷却装置等のエネルギー効率
が高まり、節水にも役立つ。実験によると、濃縮倍数を
５倍にすると使用水量を１／１０以下にできることが確
認された。
ルの発生を防止するに止まらず、エネルギー効率を高め
る上でも有効である。すなわち、変動係数が２０％以内
であれば循環水路系で錆・スケールの発生が防止される
から、変動係数の自然増大を睨みながら、あるいは磁場
電子場装置等により変動係数を積極的に抑制しつつ、変
動係数が約２０％の範囲内で、平均濃縮倍数が最大限に
なるまで新規給水なしでボイラーや冷却装置等を運転す
ることにより、ボイラーや冷却装置等のエネルギー効率
が高まり、節水にも役立つ。実験によると、濃縮倍数を
５倍にすると使用水量を１／１０以下にできることが確
認された。
【００２８】さらに平均濃縮倍数が高いと系内での鉄分
の溶出が抑制され、変動係数を低位に安定させるのに有
効であることも分かった。
の溶出が抑制され、変動係数を低位に安定させるのに有
効であることも分かった。
【００２９】なお、錆・スケールの発生しにくい良好な
水質にも拘らず、濃縮倍数を測定する際の測定誤差ない
しエラー等により変動係数が２０％を越えることもあ
る。この場合は、各濃縮倍数を検討することにより異常
値が容易に判明するので、その異常値を除いて計算し直
すことが可能である。例えば以下の実施例２では、硫酸
イオンの濃縮倍数１０．０が平均濃縮倍数７．４１に比
べて異常に高いことが分かる。このような単独の異常値
は理論的に説明不可能であるから、何らかの要因（例え
ば付近に重油焚きの煙突があればその排煙の影響）で硫
酸イオンが系に混入したものと考えられる。従ってこの
異常値を除外して計算し直すことにより正しい変動係数
を得ることができる。
水質にも拘らず、濃縮倍数を測定する際の測定誤差ない
しエラー等により変動係数が２０％を越えることもあ
る。この場合は、各濃縮倍数を検討することにより異常
値が容易に判明するので、その異常値を除いて計算し直
すことが可能である。例えば以下の実施例２では、硫酸
イオンの濃縮倍数１０．０が平均濃縮倍数７．４１に比
べて異常に高いことが分かる。このような単独の異常値
は理論的に説明不可能であるから、何らかの要因（例え
ば付近に重油焚きの煙突があればその排煙の影響）で硫
酸イオンが系に混入したものと考えられる。従ってこの
異常値を除外して計算し直すことにより正しい変動係数
を得ることができる。
【００３０】また各濃縮倍数を対比し子細に検討すれ
ば、平均濃縮倍数からの±で隔たりが大きい異常値につ
いて、これが測定誤差やエラーによるものか、あるいは
他の理由によるものか等が判明するので、循環水路系の
水質判断と水質改善対策が飛躍的に確実となる。
ば、平均濃縮倍数からの±で隔たりが大きい異常値につ
いて、これが測定誤差やエラーによるものか、あるいは
他の理由によるものか等が判明するので、循環水路系の
水質判断と水質改善対策が飛躍的に確実となる。
【００３１】表１および表２に、変動係数が２０％以下
と以上の各場合について実験を行なった結果を示す。同
表より明らかなように、変動係数が２０％を越えた場合
は錆・スケールの発生が認められたが、２０％以下に制
御した場合は殆ど認められなかった。
と以上の各場合について実験を行なった結果を示す。同
表より明らかなように、変動係数が２０％を越えた場合
は錆・スケールの発生が認められたが、２０％以下に制
御した場合は殆ど認められなかった。
【００３２】なお、表１および表２の実施例１および２
では、変動係数を２０％以下に制御するため後述の線状
アンテナを具備した振動磁界電界場発生装置を用いてい
る。変動係数を抑制するためにはこの他に、公知の清缶
剤の使用、又は新規給水による濃縮倍数の低下など各種
方法を採用可能である。
では、変動係数を２０％以下に制御するため後述の線状
アンテナを具備した振動磁界電界場発生装置を用いてい
る。変動係数を抑制するためにはこの他に、公知の清缶
剤の使用、又は新規給水による濃縮倍数の低下など各種
方法を採用可能である。
【００３３】（実施例１および比較例１）実施例１では
変動係数が２０パーセントを越えないように図１（Ｂ）
に示す振動磁界電界場発生装置を使用する。この装置は
直径１０ｃｍの鋼管２内に、直径３ｍｍ、長さ約５００
ｍｍステンレス線の１／２波長線アンテナ１を収容し、
このアンテナ１に、鋼管中央外側部に設けられた約３０
０ＭＨｚ高周波電源３を接続し、鋼管２の両端４，４’
を水の出入口としたものである。
変動係数が２０パーセントを越えないように図１（Ｂ）
に示す振動磁界電界場発生装置を使用する。この装置は
直径１０ｃｍの鋼管２内に、直径３ｍｍ、長さ約５００
ｍｍステンレス線の１／２波長線アンテナ１を収容し、
このアンテナ１に、鋼管中央外側部に設けられた約３０
０ＭＨｚ高周波電源３を接続し、鋼管２の両端４，４’
を水の出入口としたものである。
【００３４】振動磁界電界場により変動係数が抑制され
る理論付けは必ずしも明確ではないが、本発明者は次の
ような仮説を立てた。すなわち、ケイ酸ＳｉＨ4の固有
振動数は２１９１ν／ｃｍ、又は９１４ν／ｃｍであ
り、ケイ酸を振動磁界電界場の中に置くと、共振理論に
基づきケイ素のＭ電子核の４つの電子が活性化し、シロ
キサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）が二次元、三次元と
なって重合し、この重合体が各種の無機、有機イオンと
結合して対応成分の溶解度を高め変動係数を低下させる
のである。
る理論付けは必ずしも明確ではないが、本発明者は次の
ような仮説を立てた。すなわち、ケイ酸ＳｉＨ4の固有
振動数は２１９１ν／ｃｍ、又は９１４ν／ｃｍであ
り、ケイ酸を振動磁界電界場の中に置くと、共振理論に
基づきケイ素のＭ電子核の４つの電子が活性化し、シロ
キサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）が二次元、三次元と
なって重合し、この重合体が各種の無機、有機イオンと
結合して対応成分の溶解度を高め変動係数を低下させる
のである。
【００３５】実施例１では図３に示す如く、ボイラー１
３の給水系において振動磁界電界場発生装置１５を給水
タンク１１に付設し、同タンク１１内の水をポンプ送り
でこの装置１５内に循環させた。供給水としては表１に
記載した組成の軟水を用い、また振動磁界電界場発生装
置には１Ｗの電力を出力させ、線状アンテナの電流を１
０ｍＡとし、同装置内の処理水の流量を１５ｍ3／時と
した。
３の給水系において振動磁界電界場発生装置１５を給水
タンク１１に付設し、同タンク１１内の水をポンプ送り
でこの装置１５内に循環させた。供給水としては表１に
記載した組成の軟水を用い、また振動磁界電界場発生装
置には１Ｗの電力を出力させ、線状アンテナの電流を１
０ｍＡとし、同装置内の処理水の流量を１５ｍ3／時と
した。
【００３６】当初１５０μｓ／ｃｍであった軟水の導電
率が１９６０μｓ／ｃｍとなるまでボイラー給水運転を
続け、その時点で給水タンク内の水をサンプリングし分
析した結果を表１に示した。
率が１９６０μｓ／ｃｍとなるまでボイラー給水運転を
続け、その時点で給水タンク内の水をサンプリングし分
析した結果を表１に示した。
【００３７】なお、比較例として、実施例と同様、但し
振動磁界電界場発生装置１５を用いず、代わりに市販の
清缶剤を用い、導電率１７１０μｓ／ｃｍまでボイラー
給水運転を続け、サンプリングした水の分析結果を水質
管理表１に示した。
振動磁界電界場発生装置１５を用いず、代わりに市販の
清缶剤を用い、導電率１７１０μｓ／ｃｍまでボイラー
給水運転を続け、サンプリングした水の分析結果を水質
管理表１に示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】導電率を目安としてボイラー運転を続け、
６ヵ月後にボイラー、配管内の錆、スケールの発生状態
を調べたところ、実施例１の場合には殆ど認めるべき錆
およびスケールの発生がなく、比較例１の場合にはかな
りの錆およびスケールが認められた。比較例１では平均
濃縮倍数１０．０４に比べて硫酸イオンの濃縮倍数１．
０が極端に低く、これが変動係数の増大をきたし、又、
ケイ酸イオンの濃縮倍数の差がシリカ系の固いスケール
となって缶内に発生したと考えられる。
６ヵ月後にボイラー、配管内の錆、スケールの発生状態
を調べたところ、実施例１の場合には殆ど認めるべき錆
およびスケールの発生がなく、比較例１の場合にはかな
りの錆およびスケールが認められた。比較例１では平均
濃縮倍数１０．０４に比べて硫酸イオンの濃縮倍数１．
０が極端に低く、これが変動係数の増大をきたし、又、
ケイ酸イオンの濃縮倍数の差がシリカ系の固いスケール
となって缶内に発生したと考えられる。
【００４０】このように本発明の水質管理表によれば、
濃縮倍数が異常に高いもの又は低いものが一目で分かる
から、異常な濃度のイオン及び溶質に対応した水質改善
対策を迅速かつ的確にとることができる。
濃縮倍数が異常に高いもの又は低いものが一目で分かる
から、異常な濃度のイオン及び溶質に対応した水質改善
対策を迅速かつ的確にとることができる。
【００４１】なお、前記表１中の各パラメータ測定は、
ＪＩＳＫＯ１０１に準拠し、ｐｈはガラス電極法、塩素
イオンはイオン電極法、硫酸イオンはクロム酸バリウム
法、Ｍアルカリ度は酸消費量法、Ｎａイオンはイオン電
極法、ケイ酸イオンは全シリカ、蒸発残留物は重量法で
測定した。
ＪＩＳＫＯ１０１に準拠し、ｐｈはガラス電極法、塩素
イオンはイオン電極法、硫酸イオンはクロム酸バリウム
法、Ｍアルカリ度は酸消費量法、Ｎａイオンはイオン電
極法、ケイ酸イオンは全シリカ、蒸発残留物は重量法で
測定した。
【００４２】（実施例２および比較例２） 実施例１で
用いられたものと同じ線状アンテナによる振動磁界電界
場発生装置（出力電力１Ｗ、線状アンテナ電流１０ｍ
Ａ、約３００ＭＨｚ）を第２図の循環冷却水系統ライン
で９の位置、即ち熱交換器７と冷却塔下部５との間に位
置させた。補給水として表２に記載した組成の工業用水
（軟水器不使用）を用い、導電率を目安に運転を行なっ
た。なお、本発明装置９内の流量は５０ｍ3／時に設定
された。他方、比較のために、本発明装置を用いず、同
様の運転を平行的に実施した。水の導電率が約８３０μ
ｓ／ｃｍ程度に達した段階で両者の循環水をサンプリン
グし分析した結果を水質管理表２に示した。
用いられたものと同じ線状アンテナによる振動磁界電界
場発生装置（出力電力１Ｗ、線状アンテナ電流１０ｍ
Ａ、約３００ＭＨｚ）を第２図の循環冷却水系統ライン
で９の位置、即ち熱交換器７と冷却塔下部５との間に位
置させた。補給水として表２に記載した組成の工業用水
（軟水器不使用）を用い、導電率を目安に運転を行なっ
た。なお、本発明装置９内の流量は５０ｍ3／時に設定
された。他方、比較のために、本発明装置を用いず、同
様の運転を平行的に実施した。水の導電率が約８３０μ
ｓ／ｃｍ程度に達した段階で両者の循環水をサンプリン
グし分析した結果を水質管理表２に示した。
【００４３】
【表２】
【００４４】実施例２では変動係数は２０％より幾分大
であったが（硫酸イオンの濃縮倍数が異常に高いことか
ら、空気中の排ガスの影響があったと思われる。）、錆
・スケール発生防止に対しかなりの効果が認められた。
なお硫酸イオン濃度が平均値に近い通常の環境下で実施
した場合、同じような導電率を示した段階で、本発明装
置を用いた時の平均濃縮倍数は７．０５、標準偏差１．
１６、変動係数は１６．４％であった。
であったが（硫酸イオンの濃縮倍数が異常に高いことか
ら、空気中の排ガスの影響があったと思われる。）、錆
・スケール発生防止に対しかなりの効果が認められた。
なお硫酸イオン濃度が平均値に近い通常の環境下で実施
した場合、同じような導電率を示した段階で、本発明装
置を用いた時の平均濃縮倍数は７．０５、標準偏差１．
１６、変動係数は１６．４％であった。
【００４５】なお、外部からのＳＯｘの混入を少なくす
るには濃縮倍数が３以下が望ましい。
るには濃縮倍数が３以下が望ましい。
【００４６】振動磁界電界場は、図１に示す如く、望ま
しくはステンレス、鋼導線又は銅導線で所定の長さ、即
ち２５０ｍｍあるいは５００ｍｍおよび１０００ｍｍの
線状アンテナ１を、鋼管２内に収納し、これに約３００
Ｍｈｚ（波長約１ｍ）の高周波電源を接続し、電源の出
力電力を０．５〜１Ｗとし、線状アンテナ電流を１０ｍ
Ａとすることにより与えられる。被処理水は前記鋼管２
に設けられた出入口４，４’を通じ一方向へ流される。
しくはステンレス、鋼導線又は銅導線で所定の長さ、即
ち２５０ｍｍあるいは５００ｍｍおよび１０００ｍｍの
線状アンテナ１を、鋼管２内に収納し、これに約３００
Ｍｈｚ（波長約１ｍ）の高周波電源を接続し、電源の出
力電力を０．５〜１Ｗとし、線状アンテナ電流を１０ｍ
Ａとすることにより与えられる。被処理水は前記鋼管２
に設けられた出入口４，４’を通じ一方向へ流される。
【００４７】なお、水の誘電率や防水絶縁コート（例え
ばポリエチレン）の誘電率により波長短縮率が与えら
れ、実際のアンテナの長さは短くなる。
ばポリエチレン）の誘電率により波長短縮率が与えら
れ、実際のアンテナの長さは短くなる。
【００４８】被処理水の導入流量は０．２〜２００ｍ3
／時の範囲内に選択される。なお鋼管の直径は水の処理
量、流量によるが、通常５〜２０ｃｍ程度である。かく
することにより、線状アンテナから３ｍの距離において
５００μＶ／ｍ以下の電界強度が与えられ、有効な水処
理が可能であり、かつ電波法に抵触することのない、最
適な振動磁界電界場が与えられる。
／時の範囲内に選択される。なお鋼管の直径は水の処理
量、流量によるが、通常５〜２０ｃｍ程度である。かく
することにより、線状アンテナから３ｍの距離において
５００μＶ／ｍ以下の電界強度が与えられ、有効な水処
理が可能であり、かつ電波法に抵触することのない、最
適な振動磁界電界場が与えられる。
【００４９】
【発明の効果】本発明は前記の如く、循環水路系の各種
イオン濃度および溶質濃度の濃縮倍数の変動係数を指標
として水質を管理するので、錆・スケールの発生しやす
さ（発生強度）を定量的に把握することが初めて可能に
なり、各種水処理装置の効率的かつ的確な運転を可能に
し、また清缶剤についてはその使用量を必要最低限にで
き、またボイラー等への給水については給水時期と給水
量を的確に把握でき、従って錆・スケールの発生を効果
的かつ確実に防止することができ、ボイラーや冷却装置
等の寿命を大幅に向上させることができる。
イオン濃度および溶質濃度の濃縮倍数の変動係数を指標
として水質を管理するので、錆・スケールの発生しやす
さ（発生強度）を定量的に把握することが初めて可能に
なり、各種水処理装置の効率的かつ的確な運転を可能に
し、また清缶剤についてはその使用量を必要最低限にで
き、またボイラー等への給水については給水時期と給水
量を的確に把握でき、従って錆・スケールの発生を効果
的かつ確実に防止することができ、ボイラーや冷却装置
等の寿命を大幅に向上させることができる。
【００５０】また変動係数が所定値以下であることを確
認しつつ、新規給水なしで平均濃縮倍数を安心して上限
値まで増大させることができるから、ボイラーおよび冷
却装置等のエネルギー効率を格段に高めることができ、
また大幅な節水が可能になる。
認しつつ、新規給水なしで平均濃縮倍数を安心して上限
値まで増大させることができるから、ボイラーおよび冷
却装置等のエネルギー効率を格段に高めることができ、
また大幅な節水が可能になる。
【００５１】また本発明の水質管理表を使用することに
より、濃縮倍数が平均濃縮倍数からプラス又はマイナス
方向に異常に離れているイオン及び溶質が一目で分かる
から、異常成分に対応した水質改善対策を迅速かつ的確
にとることができる。
より、濃縮倍数が平均濃縮倍数からプラス又はマイナス
方向に異常に離れているイオン及び溶質が一目で分かる
から、異常成分に対応した水質改善対策を迅速かつ的確
にとることができる。
【図１】（Ａ）は１／４波長アンテナを用いた装置、
（Ｂ）は１／２波長アンテナを用いた装置、（Ｃ）は１
波長アンテナを用いた装置。
（Ｂ）は１／２波長アンテナを用いた装置、（Ｃ）は１
波長アンテナを用いた装置。
【図２】循環冷却水系に本発明をを適用した場合の水路
経路図。
経路図。
【図３】蒸気ボイラーの給水系に本発明を適用した場合
の水路経路図。
の水路経路図。
１…アンテナ ３…高周波電源 ７…熱交換器 ８…冷却塔上部 １０…軟水器 １１…給水タンク １３…蒸気ボイラー １４…ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 武男 大阪府大阪市城東区今福西３丁目２−２ −605 (56)参考文献 特開 平３−28762（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227193（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 5/00 C02F 1/00 - 1/78 G01N 33/18
Claims (4)
- 【請求項１】 水の濃縮を伴う循環水路系内の各種イオ
ン及び溶質濃度の測定値ａと、前記循環水路系に対する
給水中の各種イオン及び溶質濃度の測定値ｂとを、同一
種類ごとに対比し、前記測定値ａの測定値ｂに対する割
合ａ/ｂを濃縮倍数Ｘiとしたとき、前記濃縮倍数Ｘiの
平均値である平均濃縮倍数Ｘバーに対する、前記濃縮倍
数Ｘiの標準偏差Ｓの割合、すなわち変動係数ＣＶを指
標として水質を管理する循環水路系の水質管理方法。 - 【請求項２】 変動係数ＣＶ＝約２０％を基準として水
質を管理する請求項１記載の循環水路系の水質管理方
法。 - 【請求項３】 前記測定値ａおよびｂが、導電率、塩素
イオン、硫酸イオン、Ｍアルカリ度、全硬度、ケイ酸イ
オン、蒸発残留物の測定値を含む請求項１または２記載
の水質管理方法。 - 【請求項４】 前記測定値ａおよびｂが、導電率、塩素
イオン、硫酸イオン、Ｍアルカリ度、ケイ酸イオン、蒸
発残留物、ナトリュウムイオンの測定値を含む請求項１
または２記載の水質管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20658192A JP3119318B2 (ja) | 1989-11-21 | 1992-08-03 | 循環水路系の水質管理方法及び水質管理表 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-304482 | 1989-11-21 | ||
| JP30448289 | 1989-11-21 | ||
| JP20658192A JP3119318B2 (ja) | 1989-11-21 | 1992-08-03 | 循環水路系の水質管理方法及び水質管理表 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31672890A Division JPH0671588B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-20 | 水中のケイ酸を活性化する方法ならびに装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262198A JPH06262198A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3119318B2 true JP3119318B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=26515730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20658192A Expired - Fee Related JP3119318B2 (ja) | 1989-11-21 | 1992-08-03 | 循環水路系の水質管理方法及び水質管理表 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119318B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19802242C2 (de) * | 1998-01-22 | 1999-11-11 | Akzo Nobel Nv | Stich- und Kugelschutzkleidung |
| JP2003181492A (ja) * | 2001-12-20 | 2003-07-02 | Miura Co Ltd | スケール生成抑制方法およびボイラのスケール生成抑制方法 |
| CN1297496C (zh) * | 2004-07-12 | 2007-01-31 | 兰州盛源科技有限责任公司 | 高频电子除垢阻垢的方法 |
| JP4946513B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-06-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 工業用水の使用方法および使用システム |
| JP5895967B2 (ja) * | 2014-04-18 | 2016-03-30 | 栗田工業株式会社 | 濃縮倍数測定装置、濃縮倍数測定方法、及び水質指標値測定方法 |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP20658192A patent/JP3119318B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06262198A (ja) | 1994-09-20 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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